地下水动力学 课后思考题及其参考答案
地下水动力学 04-第四章 复习思考题参考答案
5.有文献认为：影响半径R是含水层的水文地质参数( 5.有文献认为：影响半径R是含水层的水文地质参数(如同渗透系 有文献认为 一样) 读者如何认识。 数K一样)。读者如何认识。
影响半径R不是含水层的水文地质参数。 影响半径R不是含水层的水文地质参数。 齐姆认为：在水平方向无限延伸的含水层中的R 齐姆认为：在水平方向无限延伸的含水层中的R值可以近似 取为从抽水井中心到实际观测上观测不出地下水位下降处的水平 距离，这样就引出了“影响半径”的概念。 距离，这样就引出了“影响半径”的概念。他认为用影响半径来 代替裘布依提出的圆柱形含水层的补给半径进行计算不会带来严 重的误差。从而，长期以来， 重的误差。从而，长期以来，使得裘布依模型与齐姆的影响半径 模型相混淆，将无界含水层用一个所谓“影响半径R 模型相混淆，将无界含水层用一个所谓“影响半径R”来表达裘 布依模型，误认为这两个模型是等价的， 布依模型，误认为这两个模型是等价的，导致地下水资源评价概 念上和方法的错误。 念上和方法的错误。
2.有文献认为： 2.有文献认为：在存在降雨入渗补给面积很大的地 有文献认为 可视为等强度入渗补给) 区(可视为等强度入渗补给)，一井孔作定流量抽水 试验，经一定时间后可以形成稳定井流， 试验，经一定时间后可以形成稳定井流，读者对此 有何评论？ 有何评论？
如果井孔的抽水量等于降雨量， 如果井孔的抽水量等于降雨量，且这个地区无 其它补排，则可形成稳定井流。 其它补排，则可形成稳定井流。
图4-附-1 水跃产生原因分析
由于潜水井的流线在抽水井附近是弯曲的( 由于潜水井的流线在抽水井附近是弯曲的(图4-附-1)，通过浸 1)， 润曲线与井壁的交点A作等水头线，若抽水时不产生水跃， 润曲线与井壁的交点A作等水头线，若抽水时不产生水跃，即井内 和井壁上的水位是同一水头值，这样，通过A点的水头线与井壁之 和井壁上的水位是同一水头值，这样，通过A 间的地下水就不能流动，这显然与前提—— ——地下水流入井并不符合 间的地下水就不能流动，这显然与前提——地下水流入井并不符合 。为了使得地下水能流入井，井壁水位必须高于井中水位。 为了使得地下水能流入井，井壁水位必须高于井中水位。
地下水动力学00-绪论复习思考题参考答案
问题二答案解析
• 解析 • 问题二要求列举地下水流动的基本要素。根据所学的知识，地下水流动
的基本要素包括流速、流向、流量和水头。流速是指单位时间内地下水 在某一过水断面上的位移距离，是描述地下水流动状态的重要参数之一。 流向是指地下水流动的路径方向，也是描述地下水流动状态的重要参数 之一。流量是指单位时间内流过某一过水断面的水的体积，是衡量地下 水流动规模的重要参数。水头则表示某一过水断面上所承受的水的压力 或水的高度，也是描述地下水流动状态的重要参数之一。这些基本要素 是描述地下水流动状态的重要参数，对于研究地下水的运动规律和解决 实际问题具有重要的意义。
地下水动力学00-绪 论复习思考题参考答
案
目录
• 绪论 • 地下水运动的基本规律 • 地下水与环境的关系 • 地下水资源的开发与保护 • 绪论思考题答案解析
01
绪论
地下水定义与特性
01
地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的水，是水资源的重 要组成部分。
02
地下水的特性包括不可见性、不可及性、不可预测性和不可 见性。
地质灾害对人类生命财产和生态环境造成严重威胁，因此需要加 强地质灾害的监测和预警，同时合理开发和利用地下水资源，避 免过度开采和人为因素引起的地质灾害。
04
地下水资源的开发与保护
地下水资源评价方法
地质勘察法
通过地质勘察了解地下水资源的分布、 储量和质量，为开发利用提供基础数 据。
水文地质法
利用水文地质参数，如给水度、渗透 系数等，估算地下水资源量。
实验模拟
通过实验设备模拟地下水流动，如渗透实验、 抽水实验等。
数值模拟
利用计算机软件建立数学模型，通过数值计 算来模拟地下水流动。
地下水动力学习题及答案
12.均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。
13.渗透系数在各向同性岩层中是_标量_，在各向异性岩层是__张量_。在三维空间中它由_9个分量_组成，在二维流中则由_4个分量_组成。
14.在各向异性岩层中，水力坡度与渗透速度的方向是_不一致_。
15.当地下水流斜向通过透水性突变界面时，介质的渗透系数越大，则折射角就越_大_。
16.地下水流发生折射时必须满足方程_ _，而水流平行和垂直于突变界面时则_均不发生折射_。
17.等效含水层的单宽流量q与各分层单宽流量qi的关系：当水流平行界面时_ _，当水流垂直于界面时_ _。
2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。
3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。
4.地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。
5.在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_ _、 _和_ _。
6.渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_和_水头H_等等。
9.试根据图1－2所示的降落漏斗曲线形状，判断各图中的渗透系数K0与K的大小关系。
图1－2
地下水动力学02复习思考题参考答案课件
6.试着比较平面二维(x，y)承压流微分方程与降维后的平面二 维(x，y)潜水流微分方程左右端各项，深刻认识ue和ud的区别 与相似性。
把平面二维(x，y)承压流微分方程(2-3-13或16)与降维后 的平面二维(x，y)潜水流微分方程(2-4-7)写成一个统一的表 达式
弹性给水度ue的物理意义：单位水平面积承压含水层柱体 ，当水头下降一个单位时所释放的水量，无量纲。
二者的物理实质是不同的：ud表示的是水位下降时潜水含 水层在重力作用下部分空隙的释水，ue表示的是测压水位下降 时承压含水层弹性释放的水来自承压含水层体积的膨胀及含水 介质的压密。
地下水动力学02复习思考题参考答案 课件
方程2-3-7的物理意义： 它表示在达西流流动条件下，单位体积、单位时间的水均 衡关系。
地下水动力学02复习思考题参考答案 课件
H e t
平面二维(x，y)承压流微分方程(式2-3-16)是在承压含水层M 等厚、z方向上地下水没有分流速的情况下推导出来的。而且，导 水系数T是表示含水层全部厚度导水能力的参数，其物理含义是表 示水力坡度为1时，地下水通过整个含水层厚度上的单宽流量；贮 水系数μe的物理意义是单位水平面积承压含水层全厚度M的含水 层柱体中，当水头降低一个单位时弹性释放出来的水量。由此看 来，T和μe是在平面二维流条件下推导出来的，主要用于二维地 下水流的计算，在三维水流计算中是不能应用的。
地下水动力学02复习思考题参考答案 课件
方程2-3-7的建立条件： >>水是可压缩的； >>忽略多孔介质固体颗粒的压缩性； >>多孔介质骨架在垂直方向上是可压缩的，但水平方向不可 变形； >>水流服从达西定律； >>us不受n的变化而变化； >>为了方便，取直角坐标系的x、y、z轴分别平行于各向异 性岩层渗透系数的主方向。
地下水动力学习题及答案(1)
18.在同一条流线上其流函数等于_常数_，单宽流量等于_零_，流函数的量纲为__ __。
19.在流场中，二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为_ _。
20.在各向同性的含水层中流线与等水头线_除奇点外处处正交_，故网格为_正交网格_。
3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。
4.地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。
5.在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_ _、 _和_ _。
31.在均质各向同性的介质中，任何部位的流线和等水头线都正交。(×)
32.地下水连续方程和基本微分方程实际上都是反映质量守恒定律。(√)
33.潜水和承压水含水层的平面二维流基本微分方程都是反映单位面积含水层的水量均方程。(√)
34.在潜水含水层中当忽略其弹性释放水量时，则所有描述潜水的非稳定流方程都与其稳定流方程相同。(×)
27.沿流线的方向势函数逐渐减小，而同一条等势线上各处的流函数都相等。(×)
28.根据流函数和势函数的定义知，二者只是空间坐标的函数，因此可以说流函数和势函数只适用于稳定流场。(×)
29.在渗流场中，一般认为流线能起隔水边界作用，而等水头线能起透水边界的作用。(√)
30.在同一渗流场中，流线在某一特定点上有时候也可以相交。(√)
地下水动力学 课后思考题及其参考答案
2021/6/16
13
(3)一般情况下，可以用渗透流速除以孔隙度得到 实际流速，这个实际流速与水质点的流动速度有什 么联系？
P37中。
(4)达西定律有哪些适用条件，分析一下该定律在 裂隙含水层中应用时需注意哪些问题？
P38中。
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14
(5)隔水底板水平的均质各向同性河间地块，两河完全切割含水 层至隔水底板，均匀稳定入渗，两河排泄地下水，两河水位相 等且保持不变。请绘制其流网。
2021/6/16
3
(4)请对以下陈述作出辨析： >>含水介质的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大？ 不正确，粘土由于发育结构孔隙和次生孔隙使得粘性土
的孔隙率往往比砾石的空隙度要大！
>>分布有裂隙的岩石中，一般不发育孔隙？ 不正确，发育有孔隙。
(5)不同含水介质中空隙的连通、分布特征？ 参见P17中。
(6)结合水区别于普通液态水的最大特征是具有 抗剪强度 。
AA
10cm
5cm
0
B
0
C
HA=HB=HC=0
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18
第六章 地下水的物理性质与化学性质
(1)请对比以下概念 溶滤作用、浓缩作用、混合作用。 P56、57、59。
(2)请对以下陈述作出辨析： >>地下水中的氧气和二氧化碳主要来源于补给地下水的降雨； 不正确，参见P51中。 >>通常深部地下水处于还原环境，而浅部地下水由于氧气较为丰富，处于
第十三章 岩溶水
(1)岩溶发育应该具备那些条件？ P126中。
(2)具有侵蚀性的地下水在碳酸盐岩含水层中流动时，将使碳酸盐 岩中的矿物逐渐溶解，形成溶蚀结构，请分析哪些因素会影响地 下水的溶蚀能力？
地下水动力学03第三章复习思考题答案
x
当h变大时，
H
沿流向将变小，水头线H为一下凹且逐渐变
平的曲线。
x
5.试建立图3-3-1所示的均质、等厚承压含水层，平面流线辐射形( 平面二维流)稳定流的流量和水头线方程。
首先，建立如图所示的坐标系。
根据偏微分形式的达西定律，任意断
H
面的流量
Q KA dH
1
dx
其中
A BM
x
B
由于在渗透系数为K1的均质含水层中过水断面是变化的，而 且是未知的。因此，不容易把它折算成渗透系数为K2的均质含水 层。
14.试用吉林斯基势函数法求解图3-3-2所示的承压-无压流问题。
求解单宽流量
根据吉林斯基势函数定义，第一断面的势为
1g
KM
(H1
M 2
)
而第二断面的势为
g 2
KH2 (H2
>>自然界中也有可能形成地下 水(潜水含水层)一维稳定流动。
2.自然界什么条件可以形成地下水(承压含水层和潜水含水层)剖 面二维)(x，z)稳定流动？
>>自然界中可以形成地下水(承压含水层)剖面二维稳定流动的 条件：均质、等厚、等宽、隔水底板倾斜或弯曲的承压含水层， 若存在两条平行且切穿含水层的河流，当水位稳定足够时间后， 地下水可形成剖面二维稳定流动。
2Wl 2 K1 K2
5
把式5代入式1，得
q1
K1Wl K1 K2
Wl 2
6
q2
K 2Wl K1 K2
Wl 2
7
∵K1>K2
∴K1/(K1+K2)>1/2
（整理）地下水动力学习题及答案
（整理）地下⽔动⼒学习题及答案习题⼆裘布依微分⽅程的应⽤1．在均质、各向同性的岩层中，地下⽔为稳定的⼆维流动，且⽆⼊渗、⽆蒸发(W=0)。
试判断下列两图(习题6—1图a 、b)的⽔头线形状是否正确?并⽤裘布依微分⽅程()dH dH q Kh Q KA dS dS =-=-或证明。
2．以下各图(习题6—2图)所⽰的含⽔层均为⽆⼊渗、⽆蒸发(W=0)的⼆维稳定流动。
岩层为均质各向同性。
试根据裘布依微分⽅程和⽔流连续性原理证明两钻孔间的⽔头线形状．并诈确地绘在图⼘(标明是凹形、凸形或直线)。
3．如习题6—3图a 、b 所⽰为均质、各向同性的承压含⽔层，厚度沿流向变化(见习题6—3图a 中的l 、3、5段分别为等厚含⽔层，且1、5段的厚度相等)，地下⽔为稳定的⼆维流动。
试应⽤习题6—2相同的原理，正确地画出承压含⽔层的⽔头线，并标明形状(凹形、凸形或直线)。
习题三均匀稳定⼊渗的潜⽔⼆维流动1．某⽔库区经过⽔⽂地质⼯作后，得到如习题7—1图所⽰的⽔⽂地质剖⾯图(均质、稳定的⼆维流)，已知河l ⽔位H 1=40m,河2⽔位H 2=35 m ，⽔平隔⽔底板的标⾼Z=20m ，孔3的⽔位H 3=41.28m 。
河间地段长度l=1 000m ，孔3⾄河l 距离l 1=l00m 。
(1)如在河1修建⽔库并蓄⽔⾄库⽔位H ，1=5000 m ，该⽔库是否会向邻⾕渗漏?(渗透系数K 值和⼊渗强度W 未知，假定⼤⽓降⽔⼊渗强度是均匀和稳定的)(2)若K=10 m ／d ，问⽔库与地下⽔问的补给量为多少?(3)若⼊渗停⽌，⽔库是否会渗漏?若渗漏，求其渗漏量。
2．习题7⼀l图所⽰的河间地块，河l蓄⽔后H，1远⼤于河2⽔位H2.有⼈说：该河问地块若⽆⼈渗补给，⽔库⼀定向河2渗漏；但若有⼊渗补给，则⽔库就不会向河2渗漏，你认为这句话正确吗?3．习题7—1图条件下，若存在分⽔岭，试说明分⽔岭处断⾯的⽔⼒特征(⽔⼒梯度，通过该断⾯的流量等)。
地下水动力学 05 第五章 复习思考题答案 优质课件
sr,t h0
h02
Q
2K
W
u
Q
2K 2h0 W u
ss
t
4aW
r2
1
2K
2h0
Q
ss
1 2
h2 0
1 2
h2
45Q-K1-W21u
h2 h22
h2 0
Q
2K
5W-1u-23
(2)为什么?
>>条件①-⑤是建立轴对称流偏微分方程的前提； >>条件⑥是初始条件； >>条件⑦、⑧是内外边界条件。
2.如何将承压泰斯井流方程转变到无压泰斯井流方程?
(1)假定条件 >>满足泰斯承压井流假设条件1-8； >>降深值远远小于潜水含水层厚度，流动满足裘布依
假定，则潜水井流与承压井流可以对应起来。
界条件rw→0的作用是使
rw2
Qw
lim Q e rw 0
4at
Q
已知e-0.01=0.99≈1。因此，对于井半径为rw的实际井孔，当满 足条件
rw2 0.01 4at
t 25 rw2 a
其效果相当于流量Q误差在1%以内。这对工程来说一般是允许的。
H
Q W u，其中 u
4K
r2 4at
r 2e
4KMt
承压完整井流引入势函数 的定义之后，承压完整井的
定解问题与潜水完整井的定解问题形式完全一样，于是其解
的形式也应相同，只是要注意二者变量间的关系：
潜水井流 承压井流
地下水动力学习题答案解析
《地下水动力学》习题集第一章渗流理论基础一、解释术语1. 渗透速度2. 实际速度3. 水力坡度4. 贮水系数5. 贮水率6. 渗透系数7. 渗透率8. 尺度效应9. 导水系数二、填空题1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。
通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。
多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。
2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。
3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。
4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。
5. 在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。
水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_Hx∂-∂_、Hy∂-∂_和_Hz∂-∂_。
6. 渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_和_水头H_等等。
7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。
8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。
9. 渗透率只取决于多孔介质的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位为cm2或da。
10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数，而渗透系数是表征岩层透水能力的参数，影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质，随着地下水温度的升高，渗透系数增大。
11. 导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。
12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。
地下水动力学03-第三章复习思考题答案
掌握地下水运动规律有助于合理开发利用地下水资源，避免 因不合理开采导致的环境问题，如地面沉降、地下水污染等 。
02
地下水运动的基本规律
地水流动系统
地下水流动系统是由地下水在地质构造、地貌和水文气象等因素的综合作用下形成 的，包括泉、河流、湖泊等。
地下水流动系统具有复杂的空间结构和时间变化特征，其流动规律受到多种因素的 影响，如地质构造、地下水位、水文气象等。
扩散
污染物在地下水中的扩散主要受 水流速度和水动力条件影响，扩 散过程可以通过对流和弥散作用 进行。
迁移
污染物在地下水中的迁移主要通 过吸附、解吸、溶解和沉淀等物 理化学过程进行，这些过程决定 了污染物的迁移能力和范围。
地下水污染的防治措施
源头控制
加强工业废水处理和固体废弃物 处理，减少农业化肥和农药的使 用量，加强城市污水收集和处理。
监测与预警
建立地下水监测网络，定期对地下 水进行监测，及时发现污染源和污 染物，采取有效措施防止污染扩散。
修复与治理
对已经污染的地下水进行修复和治 理，包括物理、化学和生物修复技 术，以恢复地下水质量和生态功能。
05
复习思考题答案解析
问题一答案解析
答案 1. 地下水流向与水力坡度方向一致，由高水位向低水位流动。
将概念模型转化为数学表达式，包括水流方 程、源汇项和初始条件等。
建立水文地质概念模型
根据地下水运动规律和地质条件，构建概念 模型。
参数识别与校准
根据已知数据和实际情况，确定模型中的参 数值。
数学模型的求解方法
01
02
03
解析解法
对于简单问题，可以通过 解析方法求解数学模型， 得到精确解。
数值解法
地下水动力学_01-第一章_复习思考题参考答案
第一章 复习思考题参考答案
1-1.何谓渗流？
实际的地下水水流仅存在空隙空间，其余部分则是固体的岩石 。但为了研究方便，我们用一种假想的水流来代替实际的水流。
这种假想水流的物理性质(如密度、粘滞性等)和真实的地下水
相同，但它充满了整个多孔介质(包括空隙和固体部分)的连续体； 而且这种假想水流的阻力与实际水流在任意岩石空隙体积内中所受 的阻力相同；它的任意一点压强P和任一断面的流量Q与实际水流在 该点周围一个小范围内的平均值相等。这就是在渗透阻力、渗透压 强以及渗透流量保持等效的原则下，把实际渗流速度平均到包括固 体颗粒骨架在内的整个渗流场中。这种假想水流称为渗透水流，简 称渗流。 渗流是用一种假想的宏观水平的地下水流。
垂向排泄的非稳定流条件
。
3-2.三者有何关系？
地下水质点流速矢量 u′、孔隙平均流速u和渗
透流速v三者之间的关系见
图1-1-2b，而且v=neu。
图1-1-2b 地下水各种流速关系概图
4-1.地下水一维、二维、三维流的划分原则。 根据渗透流速与空间坐标轴的关系，可把地下水流分为一维 流动、二维流动、三维流动： 只沿一个坐标方向运动的称为一维流动；沿两个坐标方向有 分流速的称为二维流动；而沿三个坐标方向都有分流速的则称三
坡度呈正比。
表示渗流段内的水力坡度不是常量，沿流向可以变 大也可以变小。
J dH ds
６-1.达西实验的条件是什么？ 达西实验的条件： >>均匀、各向同性介质； >>一维稳定流。
６-2.(均质、非均质，各向同性与各向异性，稳定流与非稳定流等 )达西定律的适用条件是什么？ 达西定律的适用条件： >>当Re<1-10的条件下，通过多孔介质的流体作层流运动，渗流 才满足达西定律；超出此范围，达西定律不再适用。 >>某些粘性土存在一个起始的水力坡度J0。若实际水力坡度J<J0
地下水动力学习题及答案
《地下水动力学》习题集第一章渗流理论基础一、解释术语1. 渗透速度：又称渗透速度、比流量，是渗流在过水断面上的平均流速。
它不代表任何真实水流的速度，只是一种假想速度。
记为v，单位m/d。
2. 实际速度：孔介质中地下水通过空隙面积的平均速度；地下水流通过含水层过水断面的平均流速，其值等于流量除以过水断面上的空隙面积，量纲为L/T。
记为_ u。
3. 水力坡度：在渗流场中，大小等于梯度值，方向沿着等水头面的法线，并指向水头降低方向的矢量。
4. 贮水系数：又称释水系数或储水系数，指面积为一个单位、厚度为含水层全厚度M的含水层柱体中，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量，无量纲。
m* = ms M。
5. 贮水率：指当水头下降（或上升）一个单位时，由于含水层内骨架的压缩（或膨胀）和水的膨胀（或压缩）而从单位体积含水层柱体中弹性释放（或贮存）的水量，量纲1/L。
ms = rg (a+nb)。
6. 渗透系数：也称水力传导系数，是表征岩层透水性的参数，影响渗透系数大小的主要是岩石的性质以及渗透液体的物理性质，记为K。
是水力坡度等于1时的渗透速度。
单位：m/d或cm/s。
7. 渗透率：表征岩层渗透性能的参数；渗透率只取决于岩石的性质，而与液体的性质无关，记为k。
单位为cm2或D。
8. 尺度效应：渗透系数与试验范围有关，随着试验范围的增大而增大的现象，K=K(x)。
9. 导水系数：是描述含水层出水能力的参数；水力坡度等于1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量；亦即含水层的渗透系数与含水层厚度之积，T=KM。
它是定义在一维或二维流中的水文地质参数。
单位：m2/d。
二、填空题1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。
通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。
多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。
2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。
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习题二 裘布依微分方程的应用1．在均质、各向同性的岩层中，地下水为稳定的二维流动，且无入渗、无蒸发(W=0)。
试判断下列两图(习题6—1图a 、b)的水头线形状是否正确?并用裘布依微分方程()dH dHq Kh Q KA dS dS =-=-或证明。
2．以下各图(习题6—2图)所示的含水层均为无入渗、无蒸发(W=0)的二维稳定流动。
岩层为均质各向同性。
试根据裘布依微分方程和水流连续性原理证明两钻孔间的水头线形状．并诈确地绘在图卜(标明是凹形、凸形或直线)。
3．如习题6—3图a 、b 所示为均质、各向同性的承压含水层，厚度沿流向变化(见习题6—3图a 中的l 、3、5段分别为等厚含水层，且1、5段的厚度相等)，地下水为稳定的二维流动。
试应用习题6—2相同的原理，正确地画出承压含水层的水头线，并标明形状(凹形、凸形或直线)。
习题三 均匀稳定入渗的潜水二维流动1．某水库区经过水文地质工作后，得到如习题7—1图所示的水文地质剖面图(均质、稳定的二维流)，已知河l 水位H 1=40m,河2水位H 2=35 m ，水平隔水底板的标高Z=20m ，孔3的水位H 3=41.28m 。
河间地段长度l=1 000m ，孔3至河l 距离l 1=l00m 。
(1)如在河1修建水库并蓄水至库水位H ，1=5000 m ，该水库是否会向邻谷渗漏?(渗透系数K 值和入渗强度W 未知，假定大气降水入渗强度是均匀和稳定的) (2)若K=10 m ／d ，问水库与地下水问的补给量为多少? (3)若入渗停止，水库是否会渗漏?若渗漏，求其渗漏量。
2．习题7一l 图所示的河间地块，河l 蓄水后H ，1远大于河2水位H 2.有人说：该河问地块若无人渗补给，水库一定向河2渗漏；但若有入渗补给，则水库就不会向河2渗漏，你认为这句话正确吗? 3．习题7—1图条件下，若存在分水岭，试说明分水岭处断面的水力特征(水力梯度，通 过该断面的流量等)。
地下水动力学习题及答案删减版
地下水动力学习题及答案删减版《地下水动力学》习题集第一章渗流理论基础一、解释术语1. 渗透速度2. 实际速度3. 水力坡度4. 贮水系数5. 贮水率6. 渗透系数7.渗透率 8. 尺度效应 9. 导水系数二、填空题1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。
通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。
多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。
2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。
13．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。
4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。
5. 在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。
水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_??H?H?H_、?_和_?_。
?y?x?z6. 渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_和_水头H_等等。
7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。
8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。
9. 渗透率只取决于多孔介质的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位为cm2或da。
10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数，而渗透系数是表征岩层透水能力的参数，影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质，随着地下水温度的升高，渗透系数增大。
11. 导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。
12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。
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参见P33。
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(3)请对以下陈述作出辨析： >>在排泄区，地下水不接受大气降水的补给； 不正确，在排泄区也可接受补给。 >>只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水； 不正确，只要测压水位高于隔水顶板的地下水都为承压水。 >>地面的污染物可通过包气带扩散到潜水中，但不会影响承压水。 错误，只要承压水与潜水有水力联系，就会受到影响。
详见P7、P8。
第二章 岩石中的空隙与水
(1)对比以下概念： 孔隙度和孔隙比； 详见P15中。
(2)在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉 质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。
P17中：n=30%×60%=18%。 (3)粘性土的孔隙特点？
粘性土中结构孔隙和次生孔隙(虫孔、根孔、裂缝等)的存在， 使得粘性土的孔隙率超过理论最大值很多。
(7)岩石孔隙中毛细水的存在形式有 支持毛细水 、 悬挂毛 细水 、孔角毛细水 。
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(8)两种试样：砂样、砾石样水中浸泡后，快速提出水面，砂 样孔隙中会保留什么形式的毛细水，而在砾样孔隙中会保留 什么形式的毛细水？
砂样孔隙中会保留悬挂毛细水，而在砾样孔隙中会保留 孔角毛细水？
(9)将上粗下细，或上细下粗的管中滴水，在不饱水情况下， 水停留在何处？上粗下细，上细下粗哪种土层容易形成悬挂 毛细水？
详见P7。Leabharlann (3)地球上水的循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及 涉及层圈的范围，可分为 水文循环 和 地质循环 。水循环的 大气过程属于 水文循环 。
详见P7。
(4)名词解释：水文循环、地质循环。 详见P7、P9。
(5)水文循环是在 太阳辐射 和 重力 作用下，以 蒸发 、 降 水 、和 重力 等方式周而复始。水文循环分为 大循环 和 小 循环 。
(1)请对比以下概念 渗透流速与实际流速。 P37中。
渗透系数与渗透率。 渗透系数不仅与岩石的物理性质有关，而且还与流体的物理 性质有关。渗透率仅与岩石的物理性质有关，不受流体的物理性质 的影响。
水头与水位。 水头表示含水层中某一点的能量的大小，具有长度单位。 水位表示某一点地下水水面所处的高程。
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第五章 包气带水的运动
(1)当潜水水位下降时，支持毛细水和悬挂毛细水的运动有什么不 同特点？
当潜水水位下降时，支持毛细水随水位向下运动，悬挂毛细水 不运动。 (2)对于特定的均质包气带，其渗透系数随着岩石含水量的增加而 增大直至为一常数，所以渗透系数是含水量的函数；
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(3)一般情况下，可以用渗透流速除以孔隙度得到 实际流速，这个实际流速与水质点的流动速度有什 么联系？
P37中。
(4)达西定律有哪些适用条件，分析一下该定律在 裂隙含水层中应用时需注意哪些问题？
P38中。
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(5)隔水底板水平的均质各向同性河间地块，两河完全切割含水 层至隔水底板，均匀稳定入渗，两河排泄地下水，两河水位相等 且保持不变。请绘制其流网。
(12)松散岩石给水度的影响因素有哪些? 参见P22中。
(13)某岩石的裂隙中，有的充填了细砂，有的充填了粘土 ，有的没有充填，试分析各种情况下岩石的透水性。
裂隙中没有充填物的岩石的透水性最好，充填了细砂的 岩石的透水性次之，充填了粘土的岩石的透水性最差。
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第三章 地下水的埋藏
(1)对比以下概念： 毛细水带与包气带；参见P26。 隔水层与弱透水层；参见P27。 排泄区与补给区； 参见P31-32。 上层滞水与潜水。 参见P35。
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(2)请对以下陈述作出辨析 >>潜水面如果不是流线，则流线可能向下穿越潜水面，也可
能向上穿越潜水面； 正确。
>>地下水总是从高处往低处流； 错误，地下水总是从能量高的地方流向能量低的地方。
>>含水层孔隙度越大，则渗透系数越大； 错误，粘土的孔隙度很大，但其渗透系数很小。
>>当有入渗补给或蒸发排泄时，潜水面可以看作一个流面。 P39中。
(4)在地下水的补给、径流、排泄上，承压含水层具有哪些特点？ 参见P32中。
(5)在无入渗补给而有蒸发排泄的条件下，如果潜水含水层地下水水 位逐渐下降，其上部包气带的含水量将 减少 ，而地下水蒸发强度将 减弱 。
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(6)思考题： A-粉砂岩，B-页岩，C-断裂，D-矿道。
大坝
A B
C D
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(4)请对以下陈述作出辨析： >>含水介质的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大？ 不正确，粘土由于发育结构孔隙和次生孔隙使得粘性土
的孔隙率往往比砾石的空隙度要大！
>>分布有裂隙的岩石中，一般不发育孔隙？ 不正确，发育有孔隙。
(5)不同含水介质中空隙的连通、分布特征？ 参见P17中。
(6)结合水区别于普通液态水的最大特征是具有 抗剪强度 。
不饱水情况下，停留在细粒土中，下粗上细组成的土层 容易形成悬挂毛细水？
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(10)在土层中挖个洞，在洞内放个接渗皿，能否接到水？—北方地窖 ，陕北的窑洞。
滴水
下雨
砂土
黄土
砾石
器皿
题(7)图
题(10)图
一般接不到水！
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(11)请分析一下孔隙度与饱和体积含水量之间的关系？ 参见P21中。
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回答下列问题：
>>这组地层是含水层还是隔水层？ 粉砂岩为含水层，页岩为弱偷水层!
>>煤层开采，巷道(矿坑)会否有水？ 会有水,因为断层和粉砂岩导水!
>>如果需要修水库，建坝后库水是否渗漏？
会渗漏,粉砂岩透水性好! >>如供水的需要是否为含水层？
粉砂岩为含水层!
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第四章 地下水的运动
绪言 第一章 地球上的水及其循环
(1)从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水，其中分布有大气水 、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水以 自由态H2O分子 形式存在， 液态 为主，也呈现 固态 与 气态 存在。
详见P6。
(2)深层圈水分布于地壳下半部直到下地幔这一范围。在地壳下 部深约15-35km处，地温高达400℃以上，压力也非常大，这里的 水不可能以普通 液态 水或 气态 水形式存在，均是以 非自由 态 存在的水，为被压密的气水溶液。